JP7416296B1 - 情報処理装置、情報処理方法、情報処理プログラム及び分散制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＣＳの制御ノードが過負荷になることを抑止すること。【解決手段】実施形態の制御ノード１０は、実行部１３１、選択部１３３、判定部１３６及び依頼部１３７を有する。実行部１３１は、割り当てられたタスクを実行する。選択部１３３は、自装置の負荷の大きさが閾値を超えた場合、割り当てられたタスクのうちのいずれかを選択する。判定部１３６は、選択部１３３によって選択されたタスクが条件を満たすか否かを判定する。依頼部１３７は、タスクが条件を満たす場合、タスクの実行を第１の装置に依頼し、タスクが条件を満たさない場合、タスクの実行を第２の装置に依頼する。【選択図】図２

Description

本発明は、情報処理装置、情報処理方法、情報処理プログラム及び分散制御システムに関する。

従来、互いにネットワークで接続された複数の制御ノードがプラントの制御を行う分散制御システム（ＤＣＳ：Distributed Control System）が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特表２０１７－５１１０２４号公報

しかしながら、従来のＤＣＳには、制御ノードが過負荷になることを抑止できない場合があるという問題がある。

例えば、制御ノードが過負荷になることを抑止する方法として、ネットワークに接続された管理装置が、各制御ノードの負荷を監視し、制御ノードへのタスクの再割り当てを行う方法が考えられる。一方で、この方法を実施するためには、監視及び再割り当ての機能と、タスクスケジューラ等の他の管理機能との混在を考慮し、機能間の競合及び矛盾等を防止する策を講じる必要がある。

また、例えば、制御ノードが過負荷になることを抑止する方法として、各制御ノードを管理装置として機能させる方法が考えられる。一方で、この方法を実施するためには、全てのノードに管理装置と同等の機能を実装する必要がある。

このように、従来のＤＣＳでは、上記の制御ノードが過負荷になることを抑止する方法を実施することは容易ではない。

一つの側面では、ＤＣＳの制御ノードが過負荷になることを抑止することを目的とする。

一側面にかかる情報処理装置は、割り当てられたタスクを実行する実行部と、自装置の負荷の大きさが閾値を超えた場合、割り当てられたタスクのうちのいずれかを選択する選択部と、前記選択部によって選択されたタスクが条件を満たすか否かを判定する判定部と、前記タスクが前記条件を満たす場合、前記タスクの実行を第１の装置に依頼し、前記タスクが前記条件を満たさない場合、前記タスクの実行を第２の装置に依頼する依頼部と、を有することを特徴とする。

一側面にかかる情報処理方法は、割り当てられたタスクを実行し、自装置の負荷の大きさが閾値を超えた場合、割り当てられたタスクのうちのいずれかを選択し、選択したタスクが条件を満たすか否かを判定し、前記タスクが前記条件を満たす場合、前記タスクの実行を第１の装置に依頼し、前記タスクが前記条件を満たさない場合、前記タスクの実行を第２の装置に依頼する、処理をコンピュータが実行することを特徴とする。

一側面にかかる情報処理プログラムは、割り当てられたタスクを実行し、自装置の負荷の大きさが閾値を超えた場合、割り当てられたタスクのうちのいずれかを選択し、選択したタスクが条件を満たすか否かを判定し、前記タスクが前記条件を満たす場合、前記タスクの実行を第１の装置に依頼し、前記タスクが前記条件を満たさない場合、前記タスクの実行を第２の装置に依頼する、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。

一側面にかかる分散制御システムは、互いに接続された複数の制御ノードと、前記複数の制御ノードと接続されたサーバと、を有する分散制御システムであって、前記複数の制御ノードのそれぞれは、割り当てられたタスクを実行する実行部と、自装置の負荷の大きさが閾値を超えた場合、割り当てられたタスクのうちのいずれかを選択する選択部と、前記選択部によって選択されたタスクが条件を満たすか否かを判定する判定部と、前記タスクが前記条件を満たす場合、前記タスクの実行を、前記複数の制御ノードのうち自装置以外の制御ノードに依頼し、前記タスクが前記条件を満たさない場合、前記タスクの実行を前記サーバに依頼する依頼部と、を有することを特徴とする。

一実施形態によれば、ＤＣＳの制御ノードが過負荷になることを抑止することができる。

第１の実施形態に係る分散制御システムの構成例を示す図である。 第１の実施形態に係る制御ノードの構成例を示す図である。 第１の実施形態に係るサーバの構成例を示す図である。 タスクのオフロードを説明する図である。 タスクのオフロードを説明する図である。 制御ノードの処理の流れを示すフローチャートである。 ハードウェア構成例を説明する図である。

以下に、本願の開示する情報処理装置、情報処理方法、情報処理プログラム及び分散制御システムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、ここで説明する実施形態により本願の発明が限定されるものではない。また、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。また、各実施形態は、矛盾のない範囲内で適宜組み合わせることができる。また、制御ノードは、情報処理装置の一例である。

図１を用いて、第１の実施形態の分散制御システムの構成を説明する。図１は、第１の実施形態に係る分散制御システムの構成例を示す図である。

図１に示すように、分散制御システム１は、制御ノード１０ａ、制御ノード１０ｂ、制御ノード１０ｃ及び制御ノード１０ｄ、制御ノード１０ｄ、フィールド機器２１ａ、フィールド機器２２ａ、フィールド機器２１ｂ、フィールド機器２２ｂ、フィールド機器２１ｃ及びサーバ３０を有する。

以降の説明では、各制御ノードを区別せずに制御ノード１０と呼ぶ場合がある。また、以降の説明では、各フィールド機器を区別せずにフィールド機器２０と呼ぶ場合がある。

分散制御システム１に含まれる制御ノード１０及びフィールド機器２０の数は、図１に示すものに限られない。また、制御ノード１０のそれぞれには、１つ又は複数のフィールド機器２０が接続されていてもよいし、フィールド機器２０が接続されていなくてもよい。

フィールド機器２０は、プラントに備えられる。プラントは、例えば石油プラント、石油化学プラント、化学プラント、又はガスプラントである。プラントが稼働することで、ＬＮＧ（液化天然ガス）、樹脂（プラスチック、ナイロン等）、化学製品といった生成物が得られる。

また、プラントは、工場施設、機械施設、生産施設、発電施設、貯蔵施設、石油、天然ガス等を採掘する井戸元における施設等を有する。また、プラント内には、生成物を生成するための設備機器が備えられる。

フィールド機器２０は、プラントの状態に関する情報を取得する。例えば、フィールド機器２０は、温度センサ、ｐＨセンサ、速度センサ、加速度センサ、気圧センサ、ガス濃度センサ、バルブの開度を検知する機器、スイッチの状態（オン又はオフ）を検知する機器等である。

フィールド機器２０は、センサ値又は検知結果を示すデータを、あらかめ決められた通信プロトコルにより制御ノード１０に送信する。

制御ノード１０は、割り当てられたタスクを実行する。タスクは、アプリケーションの実行にともなって生じる演算の一部又は全部である。例えば、タスクは、アプリケーションに含まれる関数、ファンクションブロック（ＦＢ：Function Block）、機能モジュール等である。なお、タスクは、フィールド機器２０から受信したデータを用いるものであってもよい。

なお、図１に示す制御ＡＰＰ（制御アプリケーション）は、タスクを実行するためのアプリケーションである。制御ノード１０ａ、制御ノード１０ｂ、制御ノード１０ｃ、制御ノード１０ｄには、共通の制御アプリケーションがインストール済みである。

また、制御ノード１０ａ、制御ノード１０ｂ、制御ノード１０ｃ、制御ノード１０ｄは、管理機能を有する。管理機能は、制御ノード１０が、過負荷になることを防止するための機能である。管理機能の詳細については後述する。

サーバ３０は、制御ノード１０とネットワークを介して接続される。図１に示すように、サーバ３０は、フィールド機器２０とは直接接続されていなくてもよい。サーバ３０は、制御ノード１０と比較して大きな処理能力（例えば、プロセッサの演算速度、メモリ容量、ディスクＩ／Ｏの速度、データ通信速度）を持つものとする。

ここで、分散制御システム１は、プロセス制御システムの一例である。プロセス制御システムでは、リアルタイム処理と非リアルタイム処理が実行される。また、制御ノード１０が実行するタスクは、リアルタイム処理と非リアルタイム処理のいずれかに分類される。

リアルタイム処理は、制御アプリケーションの実行、制御ノード間のデータ送受信等である。例えば、リアルタイム処理は、制御ノード１０が、フィールド機器２０から取得した情報を基に、フィールド機器２０を制御する処理（例えば、ＰＩＤ制御）である。

非リアルタイム処理は、システム監視、フィールド機器管理、品質管理、高度制御等に関する処理である。例えば、非リアルタイム処理は、複数の制御ノード１０から一定の期間にわたって収集されたデータを用いて行われる処理である。なお、この場合、制御ノード１０は、フィールド機器２０から取得したデータを、後段の処理に合わせて形式を変換した上で出力する。

また、非リアルタイム処理には、一定の高さの演算能力が要求される処理、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の特殊な装置が要求される処理が含まれる。

従来のＤＣＳでは、リアルタイム処理は、コントローラ（例えば、制御ノード１０に相当）で実行されていた。また、従来のＤＣＳでは、非リアルタイム処理は、ＰＣ及びサーバ等のコントローラとは異なる装置（例えば、本実施形態のサーバ３０に相当）で実行されていた。

これに対し、昨今、ＯＰＡＦ（Open Process Automation Forum）が提唱するＯＰＡ（Open Process Automation）システム（参考文献：https://www.yokogawa.com/us/solutions/featured-topics/open-process-automation/）等のオープンなプロセス制御システムが提案されている。ＯＰＡシステムでは処理の階層がフラットになり、サーバ等のコントローラとは異なる装置でもリアルタイム処理が要求される。一方、制御ノード上で非リアルタイム処理を実行するケースも出てくる。

ＯＰＡシステムにおける制御ノードは、ＤＣＮ（Distributed Control Node）と呼ばれる場合がある。また、本実施形態の制御ノードは、例えばＯＰＡシステムにおけるＤＣＮ（Distributed Control Node）である。

例えば、図１の例では、サーバ３０は、制御ノード１０と比べて、プラント及びフィールド機器２０から、物理的又はネットワーク上で離れた位置にある。例えば非リアルタイム処理においてフィールド機器２０から取得されたデータが用いられる場合、当該処理をサーバ３０が実行するよりも、制御ノード１０が実行する方がデータの転送時間等の面において有利である。このように、制御ノード１０が非リアルタイム処理を実行することにより、エッジコンピューティングを実現することができる。

一方で、制御ノード１０が非リアルタイム処理を実行する場合、制御ノード１０の負荷がより大きくなるという問題がある。これに対し、本実施形態の管理機能によれば、制御ノード１０がリアルタイム処理と非リアルタイム処理の両方を行う場合であっても、制御ノード１０が過負荷になることを抑止できる。

図２を用いて、制御ノード１０の構成を説明する。図２は、第１の実施形態に係る制御ノードの構成例を示す図である。図２に示すように、制御ノード１０は、通信部１１、記憶部１２及び制御部１３を有する。

ここで、制御ノード１０ａ、制御ノード１０ｂ、制御ノード１０ｃ、制御ノード１０ｄは、図２に示す構成を有する。ただし、分散制御システム１には、図２に示す構成と異なる構成を有する制御ノードが含まれていてもよい。

通信部１１は、他の装置との間でデータの通信を行う。例えば、通信部１１は、通信インタフェースである。通信部１１は、フィールド機器２０、サーバ３０との間で通信を行う。

また、通信部１１は、自装置以外の制御ノード１０との間でデータの通信を行う。これにより、制御ノード間での通信が実現される。例えば、制御ノード１０ｂにとっての、自装置以外の制御ノード１０は、制御ノード１０ａ、制御ノード１０ｃ及び制御ノード１０ｄである。この場合、制御ノード１０ｂは、制御ノード１０ａ、制御ノード１０ｃ及び制御ノード１０ｄとの間で通信を行うことができる。

以降の説明では、自装置以外の制御ノード１０を、単に他の制御ノード１０、又は異なる制御ノード１０と呼ぶ場合がある。

記憶部１２は、各種データ、及び制御部１３が実行する各種プログラム等を記憶する。例えば、記憶部１２は、メモリ及びハードディスク等の記憶装置である。この記憶部１２は、制御部１３が各種処理を実行する際の過程で得られるデータ、及び各種処理を実行したことで得られる処理結果等、制御ノード１０が実行する処理で発生する各種データを記憶する。

記憶部１２は、タスク情報１２１及びアプリケーション情報１２２を記憶する。

タスク情報１２１は、制御ノード１０に割り当てられたタスクの一覧である。タスクは、アプリケーション、関数、ファンクションブロック、機能モジュール等の単位で割り当てられる。また、タスクはサーバ３０を介して割り当てられてもよいし、サーバ３０以外の装置を介して割り当てられてもよい。

アプリケーション情報１２２は、アプリケーションの実行に必要なプログラム等のデータである。例えば、アプリケーション情報１２２は、パッケージ化されたアプリケーションである。

制御部１３は、制御ノード１０全体を司る処理部である。制御部１３は、例えばプロセッサ等により実現される。制御部１３は、実行部１３１、監視部１３２、選択部１３３、取得部１３４、提供部１３５、判定部１３６、及び依頼部１３７を有する。

実行部１３１は、タスクを実行する。例えば、実行部１３１は、タスク情報１２１に示されるタスクに対応するアプリケーションのプログラムをアプリケーション情報１２２から読み込む。そして、実行部１３１は、読み込んだプログラムに従った演算を実行する。

監視部１３２は、制御ノード１０の負荷を監視する。例えば、監視部１３２は、制御ノード１０のＣＰＵ使用率、メモリ使用率、ディスクＩ／Ｏの量、データ通信量のうちのいずれか１つ又は複数を負荷として監視する。

なお、制御ノード１０の負荷が変動する要因は、フィールド機器及びプロセス異常によるアラームの過大な発生、新たなフィールド機器２０の追加による制御演算の変更、ＨＭＩ（Human Machine Interface）からの監視増大等である。

選択部１３３は、自装置の負荷の大きさが閾値を超えた場合、割り当てられたタスク、すなわちタスク情報１２１に示されるタスクのうちのいずれかを選択する。ここで選択されたタスクは、他の装置に処理が依頼される場合がある。

例えば、選択部１３３は、タスク情報１２１に示されるタスクのうち、処理負荷が最も大きいタスクを選択する。この場合、タスクごとの処理負荷の大きさの推定値が、あらかじめタスク情報１２１に記憶されている。選択部１３３は、タスク情報１２１を参照し、各タスクの処理負荷の大きさを取得する。

取得部１３４は、他の制御ノード１０が、選択部１３３によって選択されたタスクの処理が可能か否かを示す情報を取得する。タスクの処理が可能か否かを示す情報は、他の制御ノード１０の負荷の大きさであってもよい。

提供部１３５は、他の制御ノード１０に対し、指定されたタスクの処理が可能か否かを示す情報を提供する。

判定部１３６は、選択部１３３によって選択されたタスクが条件を満たすか否かを判定する。例えば、判定部１３６は、タスクがリアルタイム処理であるか、非リアルタイム処理であるかを判定する。

また、タスク情報１２１には、あらかじめ各タスクがリアルタイム処理であるか非リアルタイム処理であるかを示す情報が記憶されていてもよい。この場合、判定部１３６は、タスク情報１２１を参照して、各タスクがリアルタイム処理であるか非リアルタイム処理であるかを判定することができる。

依頼部１３７は、他の制御ノード１０又はサーバ３０に、選択部１３３によって選択されたタスクの実行を依頼する。依頼部１３７は、タスクが条件を満たす場合、タスクの実行を他の制御ノード１０（第１の装置の例）に依頼し、タスクが条件を満たさない場合、タスクの実行をサーバ３０（第２の装置の例）に依頼する。

図３を用いて、サーバ３０の構成を説明する。図３は、第１の実施形態に係るサーバの構成例を示す図である。図３に示すように、サーバ３０は、通信部３１、記憶部３２及び制御部３３を有する。

通信部３１は、他の装置との間でデータの通信を行う。例えば、通信部３１は、通信インタフェースである。通信部３１は、制御ノード１０との間で通信を行う。

記憶部３２は、各種データ、及び制御部３３が実行する各種プログラム等を記憶する。例えば、記憶部３２は、メモリ及びハードディスク等の記憶装置である。この記憶部３２は、制御部３３が各種処理を実行する際の過程で得られるデータ、及び各種処理を実行したことで得られる処理結果等、サーバ３０が実行する処理で発生する各種データを記憶する。

記憶部３２は、アプリケーション情報３２２を記憶する。

アプリケーション情報３２２は、アプリケーションの実行に必要なプログラム等のデータである。例えば、アプリケーション情報１２２は、パッケージ化されたアプリケーションである。

制御部３３は、サーバ３０全体を司る処理部である。制御部３３は、例えばプロセッサ等により実現される。制御部３３は、実行部３３１を有する。

実行部３３１は、タスクを実行する。例えば、制御ノード１０から実行を依頼されたタスクに対応するアプリケーションのプログラムをアプリケーション情報１２２から読み込む。そして、実行部３３１は、読み込んだプログラムを実行する。

図２に戻り、依頼部１３７は、判定部１３６による判定結果に応じて、タスクを依頼する装置を決定する。また、タスクの実行を他の装置に依頼することを、オフロードと呼ぶ。図４及び図５は、タスクのオフロードを説明する図である。

判定部１３６によって、選択部１３３によって選択されたタスクがリアルタイム処理であると判定された場合、図４に示すように、依頼部１３７は、他の制御ノード１０にタスクの実行を依頼する。

判定部１３６によって、選択部１３３によって選択されたタスクが非リアルタイム処理であると判定された場合、図５に示すように、依頼部１３７は、サーバ３０にタスクの実行を依頼する。

図６を用いて、制御ノード１０の処理の流れを説明する。図６は、制御ノードの処理の流れを示すフローチャートである。

ここでは、制御ノード１０ｂが処理の主体であるものとして説明する。また、制御ノード１０の各構成要素の符号に「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」を付した符号に対応する構成要素は、それぞれ制御ノード１０ａ、制御ノード１０ｂ、制御ノード１０ｃ、制御ノード１０ｄに含まれる。

例えば、制御ノード１０ｂは、タスク情報１２１ｂ、アプリケーション情報１２２ｂ、実行部１３１ｂ、監視部１３２ｂ、選択部１３３ｂ、取得部１３４ｂ、提供部１３５ｂ、判定部１３６ｂ及び依頼部１３７ｂを有する。

また、「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」が付された符号に対応する各構成要素は、元の符号に対応する各構成要素と同等の機能を有する。例えば、監視部１３２ｂは、監視部１３２と同等の機能を有する。

図６に示すように、まず、制御ノード１０ｂは、タスクを実行しつつ自装置の負荷を監視する（ステップＳ１０１）。このとき、実行部１３１ｂがタスクを実行する。また、監視部１３２ｂが負荷を監視する。

監視部１３２ｂによって監視された負荷が閾値を超えるまで（ステップＳ１０２、Ｎｏ）、制御ノード１０ｂはタスクの実行及び負荷の監視を継続する。

例えば、ステップＳ１０２において、監視部１３２ｂは、ＣＰＵ使用率があらかじめ閾値として定められた８０％を超えたか否かを判定する。

監視部１３２ｂによって監視された負荷が閾値を超えた場合（ステップＳ１０２、Ｙｅｓ）、選択部１３３ｂは、未選択のタスクの中から、処理負荷が最も大きいタスクを選択する（ステップＳ１０３）。

未選択のタスクは、タスク情報１２１ｂに含まれるタスクのうち、実行されていないタスクである。また、タスク情報１２１ｂには、各タスクについて、リアルタイム処理であるか非リアルタイム処理であるかを示す情報、処理負荷の推定値及び選択済みであるか否かを示す情報が含まれているものとする。初期状態又はリセットされた直後は、全てのタスクが未選択の状態である。

判定部１３６ｂは、選択部１３３ｂが選択したタスクがリアルタイム処理であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

選択部１３３ｂが選択したタスクがリアルタイム処理である場合（ステップＳ１０４、Ｙｅｓ）、取得部１３４ｂは、他の制御ノードの負荷を示す情報を取得する（ステップＳ１０５）。また、取得部１３４ｂは、選択部１３３ｂが選択したタスクを他の制御ノードが実行可能であるか否かを、取得した情報を基に判定する（ステップＳ１０６）。

また、取得部１３４ｂは、選択部１３３ｂが選択したタスクを他の制御ノードに対して指定し、当該他の制御ノードからタスクを実行可能であるか否かを示す情報を取得してもよい。取得部１３４ｂは、他の制御ノードがタスクを実行可能であるか否かを示す情報を取得可能であれば、いずれの方法を用いてもよい。

例えば、取得部１３４ｂは、制御ノード１０ｃがタスクを実行可能であるか否かを示す情報を取得する。また、このとき、制御ノード１０ｃの提供部１３５ｃは、制御ノード１０ｃの負荷、又は制御ノード１０ｃがタスクを実行可能であるか否かを示す情報を、取得部１３４ｂに提供する。

また、制御ノード１０ｃがタスクを実行可能であるか否かは、タスクごとの処理負荷の推定値、及び制御ノード１０ｃの負荷の大きさに応じて判定されてもよい。

制御ノード１０ｃが、選択部１３３ｂが選択したタスクを実行可能である場合（ステップＳ１０７、Ｙｅｓ）、依頼部１３７ｂは、制御ノード１０ｃにタスクの実行を依頼する（ステップＳ１０９）。そして、制御ノード１０ｂは、ステップＳ１１１へ進む。

ステップＳ１０７で、制御ノード１０ｃが、選択部１３３ｂが選択したタスクを実行可能でない場合（ステップＳ１０７、Ｎｏ）、未選択のタスクがあれば（ステップＳ１０８、Ｙｅｓ）、制御ノード１０ｂは、ステップＳ１０３に戻り処理を繰り返す。

ステップＳ１０３に戻り処理が繰り返された場合、次にステップＳ１０３で選択されるタスクの処理負荷の大きさは、前回選択されたタスクの処理負荷の大きさ以下である。このため、処理が繰り返されるたびに、ステップＳ１０７で実行されると判定される可能性は増加していく。

未選択のタスクがなければ（ステップＳ１０８、Ｎｏ）、制御ノード１０ｂは、ステップＳ１１１へ進む。この場合、制御ノード１０ｂがタスクを実行する。

また、ステップＳ１０４で、選択部１３３ｂが選択したタスクがリアルタイム処理でない場合（非リアルタイム処理である場合）（ステップＳ１０４、Ｎｏ）、依頼部１３７ｂは、サーバ３０にタスクの実行を依頼し（ステップＳ１１０）、ステップＳ１１１へ進む。

ステップＳ１１１では、制御ノード１０ｂはタスクの選択状況をリセットし、ステップＳ１０１に戻り処理を繰り返す。

なお、サーバ３０は、依頼されたタスクの実行にともない、負荷の大きさが閾値を超える場合、さらに別のサーバ及びクラウド環境等をスケールアウトし、タスクの実行のためのリソースを増やすことができる。

ステップＳ１０４において、判定部１３６は、タスクが実行される周期を基に、タスクがリアルタイム処理であるか否かを判定してもよい。すなわち、判定部１３６は、選択部１３３によって選択されたタスクが実行される周期の長さが閾値（例えば１秒）以下であるという条件を満たすか否かを判定する。これにより、実行される周期が短い（長さが閾値以下）、リアルタイム性が要求されるタスクを、制御ノード１０で実行することが可能になる。

また、ステップＳ１０４におけるリアルタイム処理であるという条件は、タスクの実行を制御ノード１０に依頼するかサーバ３０に依頼するかを判定するための条件の一例である。判定部１３６は、タスクのリアルタイム性の代わりに、タスクに要求される演算能力を基に、タスクの実行を制御ノード１０に依頼するかサーバ３０に依頼するかを判定してもよい。例えば、判定部１３６は、選択部１３３によって選択されたタスクの実行に要求される演算能力が閾値以下であるという条件を満たすか否かを判定する。演算能力は、例えばＣＰＵのクロック数である。この場合、制御ノード１０では実行に時間がかかるタスクをサーバ３０に依頼することができる。

その他にも、判定部１３６は、フィールド機器２０から取得したデータのみで実行可能なタスクを制御ノード１０に依頼すると判定し、フィールド機器２０から取得したデータ以外のデータが必要なタスクをサーバ３０に依頼すると判定してもよい。

［効果］
これまで説明してきたように、制御ノード１０は、実行部１３１、選択部１３３、判定部１３６及び依頼部１３７を有する。実行部１３１は、割り当てられたタスクを実行する。選択部１３３は、自装置の負荷の大きさが閾値を超えた場合、割り当てられたタスクのうちのいずれかを選択する。判定部１３６は、選択部１３３によって選択されたタスクが条件を満たすか否かを判定する。依頼部１３７は、タスクが条件を満たす場合、タスクの実行を第１の装置に依頼し、タスクが条件を満たさない場合、タスクの実行を第２の装置に依頼する。

このように、負荷に応じて他の装置に適宜タスクを依頼することで、ＤＣＳ（分散制御システム１）の制御ノードが過負荷になることを抑止することができる。

また、複数の制御ノード１０は、アプリケーションのプログラムを記憶する。実行部１３１は、割り当てられたタスクであって、プログラムに従った演算を含むタスクを実行する。このように、複数の制御ノード１０で共通のアプリケーションを実行可能に設定しておくことで、容易にタスクの実行を依頼することができる。

タスクの実行を依頼される制御ノードが、当該タスクを実行するためのアプリケーションのプログラムを記憶していない場合、依頼の際に制御ノード間で、プログラムを含むアプリケーション全体のデータ（コンテナ）の送受信を行う必要がある。その場合、データの送受信に時間がかかり、場合によっては処理が一時的に停止するという問題が生じる。本実施形態によれば、このような問題を解決することができる。

［システム］
上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散や統合の具体的形態は図示のものに限られない。つまり、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。

さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

［ハードウェア］
次に、制御ノード１０のハードウェア構成例を説明する。図７は、ハードウェア構成例を説明する図である。図７に示すように、制御ノード１０は、通信装置１００ａ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１００ｂ、メモリ１００ｃ、プロセッサ１００ｄを有する。また、図７に示した各部は、バス等で相互に接続される。

通信装置１００ａは、ネットワークインタフェースカード等であり、他のサーバとの通信を行う。ＨＤＤ１００ｂは、図２に示した機能を動作させるプログラム及びＤＢを記憶する。

プロセッサ１００ｄは、図２に示した各処理部と同様の処理を実行するプログラムをＨＤＤ１００ｂ等から読み出してメモリ１００ｃに展開することで、図２等で説明した各機能を実行するプロセスを動作させる。例えば、このプロセスは、制御ノード１０が有する各処理部と同様の機能を実行する。具体的には、プロセッサ１００ｄは、実行部１３１、監視部１３２、選択部１３３、取得部１３４、提供部１３５、判定部１３６、及び依頼部１３７と同様の機能を有するプログラムをＨＤＤ１００ｂ等から読み出す。そして、プロセッサ１００ｄは、実行部１３１、監視部１３２、選択部１３３、取得部１３４、提供部１３５、判定部１３６、及び依頼部１３７と同様の処理を実行するプロセスを実行する。

このように、制御ノード１０は、プログラムを読み出して実行することで情報処理方法を実行する情報処理装置として動作する。また、制御ノード１０は、媒体読取装置によって記録媒体から上記プログラムを読み出し、読み出された上記プログラムを実行することで上記した実施例と同様の機能を実現することもできる。なお、この他の実施例でいうプログラムは、制御ノード１０によって実行されることに限定されるものではない。例えば、他のコンピュータ又はサーバがプログラムを実行する場合や、これらが協働してプログラムを実行するような場合にも、本発明を同様に適用することができる。

このプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ（Magneto－Optical disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することができる。

開示される技術的特徴の組合せのいくつかの例を以下に記載する。

（１）
互いに接続された複数の制御ノードと、前記複数の制御ノードと接続されたサーバと、を有する分散制御システムであって、
前記複数の制御ノードのそれぞれは、
割り当てられたタスクを実行する実行部と、
自装置の負荷の大きさが閾値を超えた場合、割り当てられたタスクのうちのいずれかを選択する選択部と、
前記選択部によって選択されたタスクが条件を満たすか否かを判定する判定部と、
前記タスクが前記条件を満たす場合、前記タスクの実行を、前記複数の制御ノードのうち自装置以外の制御ノードに依頼し、前記タスクが前記条件を満たさない場合、前記タスクの実行を前記サーバに依頼する依頼部と、
を有することを特徴とする分散制御システム。
（２）
前記複数の制御ノードは、アプリケーションのプログラムを記憶し、
前記実行部は、割り当てられたタスクであって、前記プログラムに従った演算を含むタスクを実行する
ことを特徴とする（１）に記載の分散制御システム。
（３）
前記判定部は、前記選択部によって選択されたタスクが実行される周期の長さが閾値以下であるという条件を満たすか否かを判定することを特徴とする（１）又は（２）に記載の分散制御システム。
（４）
前記判定部は、前記選択部によって選択されたタスクの実行に要求される演算能力が閾値以下であるという条件を満たすか否かを判定することを特徴とする（１）又は（２）に記載の分散制御システム。

１ 分散制御システム
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 制御ノード
１１、３１ 通信部
１２、３２ 記憶部
１３、３３ 制御部
２０、２１ａ、２２ａ、２１ｂ、２２ｂ、２１ｃ フィールド機器
３０ サーバ
１００ａ 通信装置
１００ｂ ＨＤＤ
１００ｃ メモリ
１００ｄ プロセッサ
１２１ タスク情報
１２２、３２２ アプリケーション情報
１３１、３３１ 実行部
１３２ 監視部
１３３ 選択部
１３４ 取得部
１３５ 提供部
１３６ 判定部
１３７ 依頼部

Claims (5)

1. 互いに接続された複数の制御ノードと、前記複数の制御ノードと接続されたサーバと、を有する分散制御システムに含まれる前記複数の制御ノードの１つである情報処理装置であって、
   割り当てられたタスクを実行する実行部と、
   自装置の負荷の大きさが閾値を超えた場合、割り当てられたタスクのうちのいずれかを選択する選択部と、
   前記選択部によって選択されたタスクが実行される周期の長さが閾値以下である場合、前記タスクをリアルタイム処理と判定する判定部と、
   前記タスクが前記判定部によってリアルタイム処理と判定された場合、前記タスクの実行を、前記複数の制御ノードのうち自装置以外の制御ノードに依頼し、前記タスクが前記判定部によってリアルタイム処理と判定されなかった場合、前記タスクの実行を前記サーバに依頼する依頼部と、
   を有することを特徴とする情報処理装置。
2. 互いに接続された複数の制御ノードと、前記複数の制御ノードと接続されたサーバと、を有する分散制御システムに含まれる前記複数の制御ノードの１つである情報処理装置が実行する情報処理方法であって、
   割り当てられたタスクを実行し、
   自装置の負荷の大きさが閾値を超えた場合、割り当てられたタスクのうちのいずれかを選択し、
   選択したタスクが実行される周期の長さが閾値以下である場合、前記タスクをリアルタイム処理と判定し、
   前記タスクがリアルタイム処理と判定された場合、前記タスクの実行を、前記複数の制御ノードのうち自装置以外の制御ノードに依頼し、前記タスクがリアルタイム処理と判定されなかった場合、前記タスクの実行を前記サーバに依頼する、
   ことを特徴とする情報処理方法。
3. 互いに接続された複数の制御ノードと、前記複数の制御ノードと接続されたサーバと、を有する分散制御システムに含まれる前記複数の制御ノードの１つである情報処理装置に、
   割り当てられたタスクを実行し、
   自装置の負荷の大きさが閾値を超えた場合、割り当てられたタスクのうちのいずれかを選択し、
   選択したタスクが実行される周期の長さが閾値以下である場合、前記タスクをリアルタイム処理と判定し、
   前記タスクがリアルタイム処理と判定された場合、前記タスクの実行を、前記複数の制御ノードのうち自装置以外の制御ノードに依頼し、前記タスクがリアルタイム処理と判定されなかった場合、前記タスクの実行を前記サーバに依頼する、
   処理を実行させることを特徴とする情報処理プログラム。
4. 互いに接続された複数の制御ノードと、前記複数の制御ノードと接続されたサーバと、を有する分散制御システムであって、
   前記複数の制御ノードのそれぞれは、
   割り当てられたタスクを実行する実行部と、
   自装置の負荷の大きさが閾値を超えた場合、割り当てられたタスクのうちのいずれかを選択する選択部と、
   前記選択部によって選択されたタスクが実行される周期の長さが閾値以下である場合、前記タスクをリアルタイム処理と判定する判定部と、
   前記タスクが前記判定部によってリアルタイム処理と判定された場合、前記タスクの実行を、前記複数の制御ノードのうち自装置以外の制御ノードに依頼し、前記タスクが前記判定部によってリアルタイム処理と判定されなかった場合、前記タスクの実行を前記サーバに依頼する依頼部と、
   を有することを特徴とする分散制御システム。
5. 前記複数の制御ノードは、アプリケーションのプログラムを記憶し、
   前記実行部は、割り当てられたタスクであって、前記プログラムに従った演算を含むタスクを実行する
   ことを特徴とする請求項４に記載の分散制御システム。

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